[发明专利]非水电解质二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池。

背景技术

锂离子二次电池等二次电池，与现有的电池相比，体积小、重量轻且能量密度高，输出密度也优异。因此近年来，优选用作个人电脑、便携终端等所谓的移动电源、车辆搭载用电池(例如车辆驱动用电源)等。

然而，在车辆搭载用等所使用的非水电解质二次电池中，作为性能提高的一环需求进一步的高能量密度化、高输出密度化。该高性能化可通过例如在导电材料上想办法来实现。作为这样的以往技术可举出专利文献1、2。在专利文献1中，记载了通过使用平均纤维径为1～200nm的碳纤维作为导电材料，能够提高活性物质层中的活性物质比率，能够实现高能量密度的主旨。另外，在专利文献2中，记载了通过使用由纤维状碳与炭黑连结而成的炭黑复合体作为导电材料，能够维持提高活性物质与导电材料的接触，能够降低活性物质层内的电阻的主旨。

在先技术文献

专利文献1：日本国专利申请公开2006-86116号公报

专利文献2：日本国专利申请公开2010-108889号公报

专利文献3：日本国专利申请公开2011-159421号公报

发明内容

一般地，如果非水电解质二次电池的充电状态(SOC；State of charge)低、即电池的剩余量变少，则输出密度降低。因此，如果能够使低SOC区域中的输出密度提高，则在更宽的SOC范围中可得到期望的输出密度，可 增加能够从电池的单位体积或单位质量提取并有效利用的能量的量。这在需求进一步的高能量密度化、高输出密度化的车辆搭载用电池(例如车辆驱动用电源)中特别有意义。

本发明是鉴于该状况而完成的，其目的是提供能够发挥优异的电池性能(例如高能量密度、高输入输出密度)的非水电解质二次电池。

由本发明提供的非水电解质二次电池(例如锂离子二次电池)，具备电极体和非水电解质，所述电极体具有正极和负极。上述正极具备正极集电体和在该集电体上形成的正极活性物质层，所述正极活性物质层至少包含正极活性物质和导电材料。另外，上述正极活性物质至少包含锂过渡金属复合氧化物。并且，上述导电材料包含在至少一部分的表面附着有导电性碳的磷酸锂化合物(以下有时简称为「附着碳的磷酸锂化合物」)。并且，在将正极活性物质层整体设为100质量％时，导电材料在正极活性物质层中所占的比例为10质量％以下(优选为7质量％以下，更优选为5质量％以下)。

在此公开的非水电解质二次电池的正极，包含锂过渡金属复合氧化物(优选为锂镍钴锰复合氧化物)作为正极活性物质，因此能够发挥高的能量密度。另外，在此公开的非水电解质二次电池的正极，包含附着碳的磷酸锂化合物作为导电材料。一般地，由于磷酸锂化合物的离子传导性、电子传导性低，因此电阻往往会增高。但是，如在此公开的那样，通过使导电性碳附着在该化合物表面，可实现低电阻，能够很好地用作导电材料。并且，磷酸锂化合物在上述锂过渡金属复合氧化物的低SOC区域(例如3.5V(vs.Li/Li⁺)附近)具有高的理论容量。因此，通过使用该磷酸锂化合物取代一般的导电材料(例如碳材料)，能够在低SOC区域(例如SOC为30％以下的区域)中实现高的输出密度。此外，通过使导电材料在正极活性物质层中所占的比例成为10质量％以下，换言之使其以外的材料在正极活性物质层中所占的比例成为90质量％以上(例如，使正极活性物质在正极活性物质层中所占的比例成为80质量％以上)，能够实现进一步的高能量密度化。

在本说明书中「非水电解质二次电池」是指具备非水电解质(典型地为在非水溶剂中包含支持盐的电解液)的电池，锂离子二次电池是其典型例。另外，在本说明书中「锂离子二次电池」是指利用锂离子作为电解质离子，通过正负极间的锂离子的移动实现充放电的二次电池。

再者，在专利文献3中，记载了通过使用在表面的一部分具备磷酸锂化合物的锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质，能够实现高容量的非水电解质二次电池的主旨。但是，根据本发明人的研讨，专利文献3中记载的磷酸锂化合物的电阻依然高，通过该高电阻的磷酸锂化合物与锂过渡金属复合氧化物直接接触，有可能阻碍锂过渡金属复合氧化物的充放电反应。

在此公开的一优选方式中，在将上述导电材料整体设为100质量％时，上述附着碳的磷酸锂化合物在上述导电材料中所占的比例为20质量％～70质量％(优选为50质量％～70质量％)。换言之，在上述导电材料中，可包含与上述附着碳的磷酸锂化合物不同种类的导电材料(典型地为碳材料，例如炭黑，优选为乙炔黑)。